中国科学院工程热物理研究所建所70周年
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流化筑基守能源本色 薪火赓续焕能源新生——循环流化床实验室献礼工程热物理所建所七十周年

日期:2026-07-13

值此研究所七十华诞之际,提笔回顾,心中满是对前辈开拓者的敬意、对团队奋斗者的感念,以及对研究所蓬勃发展的由衷自豪。

循环流化床实验室是研究所历史最悠久的科研单元之一。自1981年成立以来,团队始终紧扣国家发展与民生需求的脉搏,坚持研发“用得上的技术”,从实验室走向工程现场,在稳定、安全、高效、清洁的技术路径上不断突破,并向低碳未来坚定迈进。四十五载风雨兼程,四十五载锦绣华章,从无到有、从小到大,从“填补国内空白”到“达到国际领先”,经历过无人问津的沉寂,也品尝过山穷水尽的苦涩。今天我所讲述的,并非某个人的传奇,而是一群人、一件事、四十五年的执着坚守。

一、从一台中关村地区的热水锅炉说起

20世纪80年代,国内经济提速,工业热能供给缺口巨大,优质动力煤供给紧张,大量企业只能燃用劣质煤,而彼时,国内劣质煤燃烧技术几乎空白。面对这一现实痛点,老一辈科学家决定以循环流化床作为核心突破方向,开启自主化技术研发之路。1984年,我国首台循环流化床燃煤工业装置——一台2.8MWth的热水锅炉——在中关村投运。自此,“研发国家用得上、产业靠得住的能源技术”,成为实验室团队矢志不渝的信条。

研发的起步阶段,早期的循环流化床锅炉故障频发,被戏称为“礼拜炉”,平均运行一周便故障停摆。团队不信邪,憋着一口气,从循环流化床最关键的分离返料入手,攻克高效分离和自平衡返料技术难题,创新研发炉内防磨成套技术,步步将设备连续稳定运行时长提升至 700 余天,彻底打破设备可靠性瓶颈。

从2.8MWth到超临界,从工业供热到主力发电,团队攻克了大型化、高参数、清洁化的系列核心技术,技术产品在国内外应用超过3000台。2007年,一家印度大型锅炉制造企业慕名到中国来寻求技术引进,惊讶发现市场上知名的循环流化床锅炉制造企业的技术大多来源于我们团队,决定整体引进400—700t/h全套技术,自此我们自主研发的流态化燃烧技术登上了国际舞台。

二、燃烧站稳了,再去啃气化

实验室深耕煤炭清洁高效利用的长远规划,预判循环流化床在煤气化领域的巨大潜力,这也成为实验室团队根植心底的科研梦想。然而,团队成立之初,受限于国内材料和工艺水平,以及对技术理解的局限,尚不足以支撑气化技术的开发,只好先深耕循环流化床燃烧技术,积累经验、夯实科研基础,一沉便是近二十载。

不忘初心、方得始终。进入新世纪,团队重启气化攻关。气化与燃烧机理迥异,气化要求的是把煤的分子结构拆开、重组,变成可用的合成气。反应器的结构、控制参数,都需要从头摸索。

技术研发,靠的就是一股不服输的韧劲。2012年,依托廊坊基地,团队建成了5t/d循环流化床煤气化中试平台。首次调试时,大家兴奋不已,蹲在试验厂房里三天三夜,吃住都在中控室。有趣的是,没有人觉得这是苦差事。正是这股钻劲,推动循环流化床煤气化技术一步步完成工业放大与推广。

从首台气化炉到2500吨/天级技术示范成功,再到如今国内外200余台套、产值超百亿元的规模化应用——这背后,是每个首台套装置建设现场的彻夜守候,是团队成员在严寒酷暑中往返奔波的身影。没有捷径,唯有死磕。更令人振奋的是,这项技术已出口至东南亚等地,近期又中标了非洲项目,中国自主能源技术的国际名片愈发鲜亮。市场的认可,是最好的奖杯。

值得一提的是,团队还充分发挥了循环流化床反应器的优良特性,攻克了高碱煤、无烟煤的稳定、高效气化难题,盘活了数千亿吨的沉睡资源,为我国差异化煤种清洁利用提供成套解决方案,完善研究所煤炭清洁转化全链条创新体系。

三、“双碳”时代,老技术的新使命 

长期以来,煤炭在我国能源结构中占据主导地位。“双碳”目标提出后,片面 “去煤化” 论调时有出现,频发的极端气候也为能源系统稳定供给敲响警钟。我们清醒地认识到:煤炭占比虽将稳步下降,但仍需承担支撑新能源消纳、保障能源系统平稳转型的兜底作用,最大化清洁高效利用煤炭资源,是保障国家能源安全的必由之路。“减量用煤、高效用好煤”,成为保障国家能源安全、实现平稳转型的关键命题。

为响应国家低碳转型重大需求,我院迅速响应,紧急启动“煤炭清洁燃烧与低碳利用”先导专项。团队临危受命,将通常15个月的论证流程压缩至四个半月,组织全院14家兄弟单位和团队,顺利启动了院“双碳”行动方案发布后的首个前瞻战略性先导专项,这也是研究所承担的首个先导专项级任务,以实干践行研究所服务国家战略的使命担当。

随着可再生能源大规模并网,煤电机组正从基荷电源向灵活调峰电源加速转型,需要能升能降、能启能停。团队围绕低负荷稳燃、快速升降负荷等关键技术开展攻关,为构建我国新型电力系统提供核心技术支撑。

同时,团队前瞻布局生物质气化制备绿色液体燃料技术。2025年12月,我国首个量产生物甲醇项目成功示范投产,为破解国际航运、航空领域的“碳关税”壁垒提供了中国科学院方案。从传统化石能源清洁高效利用,到生物质绿色燃料开发,从燃烧、气化到低碳化全链条,团队的技术版图不断拓展,但内核始终如一:国家需要什么,我们就去攻克什么。

四、薪火相传,初心不改砥砺奋进前行

四十五年光阴流转,实验室科研队伍从初创寥寥数人,发展为覆盖能源、环境、化工、自动控制、材料多学科的复合型创新团队。多年来累计获得十余项省部级奖励,实验室党支部先后获评中央和国家机关工委“四强”党支部、中国科学院党组“先进基层党组织”,多项荣誉是研究所党建与科研深度融合成果的生动缩影。

然而,比奖项和荣誉更珍贵的,是实验室代代相传的科研风骨:是为调试设备驻守控制室七天七夜、困乏便伏凳小憩的青年科研人员;是为优化一组关键参数,连续数月扎根实验室、扎根工业现场的中年科研骨干。

实验室传承着一句座右铭:“要做经得起市场检验、扛得住国家考验的硬核技术”。摒弃浮华虚功,深耕实际工程难题,脚踏实地产出实用创新成果,一步一个台阶稳步向前。四十五年,从手写记录到数字化平台,从单一试验台到覆盖燃烧、气化、低碳转化的全链条创新体系,很多东西变了。但那种“较真”的劲儿、那份“为国分忧”的使命感,始终未曾动摇。

有热爱,不负期待!

炉膛里的颗粒仍在沸腾,四十五年的薪火还在传递。作为这一棒的接棒人,我感到幸运,更感到责任重大。

祝工程热物理研究所七十华诞快乐。心中常怀科技报国信念,能源创新的火种,便永远炽热燃烧。